访谈
劳拉·佩特里奇，机器人和机器学习博士生 – 采访系列
劳拉目前正在帕特里克·皮拉斯基博士和马修·E·泰勒博士的指导下攻读计算机科学博士学位。她于2019年从阿尔伯塔大学获得计算机科学学士学位，并于2022年从阿尔伯塔大学获得计算机科学硕士学位。她的研究兴趣包括强化学习、人机交互、生物力学和辅助机器人。劳拉的研究灵感来自她与皮埃尔·勒梅林博士合作的解剖学研究，旨在开发用于机器人操作的控制方法，以提高功能性、可用性、可靠性和安全性。
我们在2023年埃德蒙顿举办的Upper Bound人工智能会议上进行了采访，该会议由阿尔伯塔机器智能研究所（Amii）主办。
是什么最初吸引你进入计算机科学领域？
当我回到学校时，我最初想成为一名医生。工作与生活的平衡对我非常重要，我想花很多时间陪伴我的家人。我一直想帮助别人，我在大学第一年就选修了一门计算机科学课程，这感觉像是一种令人惊奇的工具，可以用来解决问题。我爱上了解决问题，决定在辅助技术领域工作，在那里我可以利用解决问题的能力来帮助别人。
你是如何确定辅助技术是你的热情所在？
我在本科期间选修了一门机器人课程，我们使用Lego Mindstorm套件来学习机电一体化和机器人的基础知识。这一切都很有趣，我可以编写程序，然后立即看到结果。所以，结合我对机器人系统的热爱和帮助别人的愿望，辅助技术正好符合这一点。
你能为我们的读者定义一下机电一体化吗？
机电一体化是指机器人领域中的任何东西，我们有硬件系统，可以控制它们来改变环境。
你曾经为这项技术工作过哪些不同的用例？
目前，我正在帕特里克·皮拉斯基博士的指导下在BLINC实验室（Bionic Limbs for Improved Natural Control）工作，主要研究上肢假肢。我们有这些智能机器人设备，可以通过肌电信号控制，我们的主要目标是开发出能够让用户做出他们想要的动作的控制方法。
你已经从事这项工作多长时间了？
我刚刚开始我的博士研究，我之前在阿尔伯塔大学的机器人和计算机视觉小组进行了硕士研究，研究机器人操作和机器人臂。
我刚刚开始进入假肢领域。
目前这项技术存在哪些安全问题？
对于这些智能假肢设备，我们始终把安全放在首位。这些设备附着在人体上，所以我们总是优先考虑使用这些设备的人的安全。我们可以向用户提出建议，但最终用户始终对发生的事情拥有完全的控制权。我们始终在思考使用这些设备的人的安全问题。
在之前的一次采访中，帕特里克谈到了大脑通常需要适应设备，但在这种情况下，设备使用机器学习来适应大脑。你能讨论一下你的看法吗？
是的，我们想为这些设备构建持续学习系统。我们需要将用户的信号映射到机器人运动上，首先我们需要决定如何解决这个映射问题，这就是机器学习的作用。我们有模式识别系统，可以预测特定肌肉激活时会发生什么。我们希望设备能够不断学习和适应用户的变化或意图的变化。
你认为这些设备何时会在现实世界中得到应用？
我希望在我的博士研究期间能够解决上肢假肢的控制问题。
在10年或20年的时间框架内，你对辅助机器人的未来有什么展望？
我希望看到一个世界，在那里，想要使用假肢的人能够像使用自己的手臂一样使用它。使其可靠、直观、易于使用，这就是我的目标。
你是否设想一个个性化的未来，较小的人会有较小的假肢？
绝对如此。我认为，对于像假肢这样个人化的东西，你希望它感觉像你自己身体的一部分。所以，这需要个性化和定制的医疗保健。这些假肢需要根据使用者的需求进行设计和适配，至少在我的看法中是如此。
这些系统需要多长时间才能被用户学习使用？
我们的目标是训练一个更通用的机器学习模型，然后在5-10分钟的训练过程中将其个性化为特定用户。
一旦你实现了这一目标，你想接下来研究什么？
我的研究的一个重要部分是与阿尔伯塔大学的解剖学部门合作，我对人类如何操作周围的世界感到着迷。所以，关于人类上肢，包括手臂和手的所有事情，都非常吸引我。我想专注于上肢假肢，真正让这些设备对人们在现实世界中可用。
上肢假肢比下肢假肢更具挑战性吗？
下肢的运动非常重复，如果你想象我们的步态，控制问题更容易解决。然而，对于上肢，你需要在3D空间中操纵物体，你有更多的自由度。如果你想象一下，你闭上眼睛，伸手到周围，你仍然可以通过你的手感受到周围的世界。所以，要能够通过假肢将这种能力恢复给人们，我认为将会非常棒。
你能分享一下你如何从解剖学研究中获得灵感吗？
我已经与阿尔伯塔大学的解剖学系的皮埃尔·勒梅林博士合作了五年。我希望通过研究人类解剖学，了解我们如何在环境中操纵物体，哪些神经通路被激活，哪些肌肉被激活，我们可以利用这些知识来改进假肢的结构和底层控制系统。如果我们可以理解哪些神经被激活，当我们想“打开我的手”时，我们可以使用这些信息来预测用户想要做什么，然后在机器人设备中执行该动作。
感谢这次精彩的采访，读者可以通过以下资源了解更多信息：
- 帕特里克·M·皮拉斯基博士 – Unite.AI采访
- BLINC实验室（Bionic Limbs for Improved Natural Control）
- Upper Bound AI会议。
- Amii（阿尔伯塔机器智能研究所）
